CN111710135B - 一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，包括：利用高炉定修热风炉停止运行机会，有计划打开热风炉燃烧器上方点火孔进行目测检查；如确认燃烧器上方已有掉砖，则应进行预警提示，同时视情况降低烧炉拱顶温度5～10℃，通过工艺参数调整延缓塌砖进一步恶化；在正常煤气压力下观察塌砖热风炉煤气最大烧入量；在烟气中残氧含量正常的情况下，提高烧炉空燃比0.05～0.08﹪，提高烧炉空气过剩系数；周期执行以上第一至第四步，根据火井墙塌砖状况，进行预警、提示和根据趋势变化进行工艺参数控制调整。本发明在增加产能、降低燃料消耗方面有很好的经济效益；可消除烟道管路、余热回收和烟囱产生的鸣薄等危害，有很好的推广意义。

Description

一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺
技术领域
本发明涉及高炉热风炉工艺的技术领域，更具体地说，它涉及一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺。
背景技术
内燃式热风炉因结构特性，最容易发生火井墙塌砖，耐火砖直接砸在燃烧器上，导致煤气烧不进，风温大幅降低。炼铁行业从现有案例得知：从发现热风炉火井墙塌砖到煤气烧不进、热风炉停炉，最快的只有2～3天。热风炉有计划地维修因耐材生产周期都在6个月以上，一般都需9～12个月的准备周期，从发现煤气烧不进等异常情况到停炉只要2～3天时间，肯定让所有钢铁厂都措手不及。一座热风炉不能生产后，高炉风温会由1100℃以上降至900℃以下，高炉最终因燃料消耗超高、炉况失常、铁成本严重超计划导致停产对热风炉进行抢修，损失巨大。如果能前瞻性对热风炉火井墙塌砖及趋势进行分析，预警提示，再从工艺技术上进行针对性控制，那么热风炉的状态管控、维修改造筹备则可有序组织实施，而现有的高炉热风炉工艺技术中暂无一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制综合技术。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其从发现内燃式热风炉火井墙开始鼓包到安全停下来维修可在3～4年实现安全平稳生产、过渡，可为炼铁厂高炉创造巨大的直接、间接经济效益；热风炉本体无需新增加设备、材料，只需定期利用高炉定修机会进行检查、分析、现场调整工艺参数即可。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：提供一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，工艺步骤包括如下：
第一步，利用高炉定修热风炉停止运行机会，有计划打开热风炉燃烧器上方点火孔进行目测检查，确认燃烧器上方是否有无掉砖；
第二步，如确认燃烧器上方已有掉砖，则进行预警提示，同时视情况降低烧炉拱顶温度，通过工艺参数调整延缓塌砖进一步恶化；
第三步，在正常煤气压力下观察塌砖热风炉煤气最大烧入量；
第四步，在烟气中残氧含量正常的情况下，提高烧炉空燃比，提高烧炉空气过剩系数；
第五步，周期执行以上第一至第四步，根据火井墙塌砖状况，进行预警、提示和根据趋势变化进行工艺参数控制调整。
在本发明的一实施例中，所述第一步中，也可以进行高温内窥检测，观察热风出口上方火井墙是否有鼓包、鼓包开裂异常情况。
在本发明的一实施例中，所述第二步中，如高炉有16～20小时定修机会，可以组织对燃烧器上掉砖进行耙砖，将燃烧器上大块耐火砖清理出来，提升煤气烧入量。
在本发明的一实施例中，所述第二步中，所述预警提示包括提醒相关部门，设备已出现掉砖，并对维修进行储备。
在本发明的一实施例中，所述第二步中，烧炉拱顶温度降低5～10℃。
在本发明的一实施例中，所述第三步中，在正常煤气压力下，当煤气最大烧入量低于正常最大量的80﹪时，可通过提高煤气总管网压力，间接增加热风炉燃烧器煤气烧入量。
在本发明的一实施例中，在废气温度控制标准低于原设计标准范围内，可将废气温度控制标准设定为原设计标准，提高烧炉蓄热量。
在本发明的一实施例中，所述第四步中，烧炉空燃比提高0.05～0.08﹪。
在本发明的一实施例中，所述第五步中，火井墙塌砖比较严重的，必须6～12个月有计划的打开热风炉燃烧器上方点火孔进行检查，并进行状态评估、调整。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过热风炉燃烧器上方塌砖预警提示，即可开展维修筹备；通过工艺控制参数调整、燃烧器耙砖清理、提高总管煤气压力、废气控制标准回归原设计标准、略提高空燃比等措施分别达到延缓塌砖趋势进一步恶化、提升煤气烧入量、降低对风温影响、消除安全隐患等目标，从而保证在热风炉维修或改造前实现安全可控运行；本综合技术的实施从发现内燃式热风炉火井墙开始鼓包到安全停下来维修可在3～4年实现安全平稳生产、过渡，可为炼铁厂高炉创造巨大的直接、间接经济效益；热风炉本体无需新增加设备、材料，只需定期利用高炉定修机会进行检查、分析、现场调整工艺参数即可；热风炉继续运行寿命对比无技术实施至少可延缓2～3年，在增加产能、降低燃料消耗方面有很好的经济效益；同时可消除烟道管路、余热回收和烟囱产生的鸣薄等危害，有很好的推广意义。
附图说明
图1是本发明高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。
如图1所示，提供一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，工艺步骤包括如下：
第一步，利用高炉定修热风炉停止运行机会，有计划打开热风炉燃烧器上方点火孔进行目测检查，确认燃烧器上方是否有无掉砖；
第二步，如确认燃烧器上方已有掉砖，则应进行预警提示，应尽快开展维修筹备，同时视情况降低烧炉拱顶温度5～10℃，通过工艺参数调整延缓塌砖进一步恶化；
第三步，在正常煤气压力下观察塌砖热风炉煤气最大烧入量；
第四步，在烟气中残氧含量正常的情况下，提高烧炉空燃比0.05～0.08﹪，提高烧炉空气过剩系数，可消除因燃烧器上压砖导致煤气偏析，燃烧效果降低，烟气中CO含量升高对烟道管路、余热回收和烟囱产生的安全隐患；
第五步，周期执行以上第一至第四步，根据火井墙塌砖状况，进行预警、提示和根据趋势变化进行工艺参数控制调整。
本发明的基本原理是这样的：从热风炉工艺技术及耐材特性分析，从热风炉火井墙耐材出现鼓包-塌砖-煤气烧不进，是有一个必然的演变过程的：火井墙耐材鼓包通常发生在热风出口上方硅砖和高铝砖接口等部位，因两种砖如硅砖与高铝砖在高温、高压状态下膨胀系数不一致，接口部位出现缝隙，先是同一层的相邻数块隔墙外环砖与内环砖之间出现小范围的脱离，在送风吹刷下，脱离间距逐渐增大，鼓包面积日剧增大，当鼓包耐火砖之间的舌槽无法咬合控制时，在送风的吹刷下，松动，耐火砖逐渐掉落下来。而火井墙鼓包及耐火砖掉到燃烧器上可通过打开点火孔目测和高温内窥检查，持续跟踪是可掌握其演变发展趋势的。在发现热风炉燃烧器上有塌砖情况下，通过降低热风炉烧炉拱顶温度，达到延缓塌砖恶化趋势的。同时也可为从根源上解决问题续进行维修争取到时间；在塌砖影响煤气烧入量的情况下，通过提高煤气管网压力，间接增加煤气烧入量，再通过与略提高废气温度相结合，可最大限度降低对送出风温的影响；在烟气中残氧含量正常的情况下，略提高烧炉空燃比0.05～0.08％，可降低因燃烧器上压砖后导致煤气偏析降低燃烧器煤气燃烧效果，烟气中CO含量升高的安全隐患；综合技术的实施既可提前警示火井墙塌砖的变化趋势和时间节点，为热风炉有计划维修赢得时间，同时也可最大限度地降低风温影响和杜绝烟道***的安全隐患。
在本发明的一实施例中，所述第一步中，也可以进行高温内窥检测，观察热风出口上方火井墙是否有鼓包、鼓包开裂等异常情况。
具体的，根据孔洞从内到外的厚度，选择便携式高温内窥镜工具，在热风炉停烧，安全确认后，打开检测孔洞上的钢壳人孔盖板或临时拆卸测温仪表，将便携式高温内窥镜***原组合砖孔道或已整改的孔道内即可进行检测，为确保检测的完整性，可更换多种角度的镜头，并根据需要进行视频拍摄。检测完毕后对检测孔洞或测温仪表进行恢复，进行检测前，要全面了解热风炉的运行状态。
在本发明的一实施例中，所述第二步中，如高炉有16～20小时定修机会，可以组织对燃烧器上掉砖进行耙砖，将燃烧器上大块耐火砖清理出来，提升煤气烧入量。
需要说明的是，不同的耐火砖因膨胀系数不一样，相邻部位容易出现缝隙，先是同一层的相邻数块隔墙外环砖与内环砖之间出现小范围的脱离，在送风吹刷下，脱离间距逐渐增大，鼓包面积日剧增大，进而掉落。
在本发明的一实施例中，所述第三步中，在正常煤气压力下，当煤气最大烧入量低于正常最大量的80﹪时，可通过提高煤气总管网压力，间接增加热风炉燃烧器煤气烧入量，提高废气温度；通过提高煤气总管网压力、间接增加热风炉燃烧器煤气烧入量以及提高废气温度相结合，可最大限度降低对送出风温的影响。
在本发明的一实施例中，在废气温度控制标准低于原设计标准范围内，可将废气温度控制标准设定为原设计标准，提高烧炉蓄热量。
需要说明的是，不同材质的炉箅子，温度控制标准不一样。
在本发明的一实施例中，所述第五步中，火井墙塌砖比较严重的，必须6～12个月左右有计划的打开热风炉燃烧器上方点火孔进行检查，并进行状态评估、调整。
实施例：
本发明目前已在宝武集团韶关钢铁3200m3内燃式热风炉火井墙出现塌砖后运行状态预警、寿命延缓上应用；2015年12月发现四座内燃式热风炉均有隔墙鼓包情况，2018年开始筹备热风炉改造，2019年1月发现1、2号热风炉燃烧器上已堆有大量耐火砖，煤气烧入量减少约1/3，2019年4月热风炉改造项目正式立项，计划2020年开始改造施工；2016年该项发明开始逐一实施，目前高炉仍在正常生产中；2019年高炉产铁2967446吨，吨铁效益按600元，效益折算系数按0.1％计算，实施降本效益170万元以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，工艺步骤包括如下：
第一步，利用高炉定修热风炉停止运行机会，有计划打开热风炉燃烧器上方点火孔进行目测检查，确认燃烧器上方是否有无掉砖；
第二步，如确认燃烧器上方已有掉砖，则进行预警提示，同时视情况降低烧炉拱顶温度，通过工艺参数调整延缓塌砖进一步恶化；
第三步，在正常煤气压力下观察塌砖热风炉煤气最大烧入量；
第四步，在烟气中残氧含量正常的情况下，提高烧炉空燃比，提高烧炉空气过剩系数；
第五步，周期执行以上第一至第四步，根据火井墙塌砖状况，进行预警、提示和根据趋势变化进行工艺参数控制调整；
其中，所述第三步中，在正常煤气压力下，当煤气最大烧入量低于正常最大量的80﹪时，可通过提高煤气总管网压力，间接增加热风炉燃烧器煤气烧入量，提高废气温度；所述第四步中，烧炉空燃比提高0.05～0.08﹪。
2.如权利要求1所述高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，所述第一步中，也可以进行高温内窥检测，观察热风出口上方火井墙是否有鼓包、鼓包开裂异常情况。
3.如权利要求1所述高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，所述第二步中，如高炉有16～20小时定修机会，可以组织对燃烧器上掉砖进行耙砖，将燃烧器上大块耐火砖清理出来，提升煤气烧入量。
4.如权利要求1所述高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，所述第二步中，所述预警提示包括提醒相关部门，设备已出现掉砖，并对维修进行储备。
5.如权利要求1所述高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，所述第二步中，烧炉拱顶温度降低5～10℃。
6.如权利要求1所述高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，在废气温度控制标准低于原设计标准范围内，可将废气温度控制标准设定为原设计标准，提高烧炉蓄热量。
7.如权利要求1所述高炉热风炉火井墙塌砖预警、控制工艺，其特征在于，所述第五步中，火井墙塌砖比较严重的，必须6～12个月有计划的打开热风炉燃烧器上方点火孔进行检查，并进行状态评估、调整。
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